شکل 1

همانطور که قبلا گفتیم شارژ کنترلرها شامل دو نوع PWM یا Pulse Width Modulation  و MPPT یا Maximum Power Point Tracking می باشد.

شارژ کنترلر PWM به باتری اجازه می دهد که با تنش و استرس کمتری شارژ شود و در نتیجه طول عمرباتری افزایش می یابد. هم چنین می تواند باتری ها را در یک حالت شارژ کامل(شناور) به صورت نامحدود نگه دارد.

جدیدترین و بهترین نوع شارژ کنترلر خورشیدی مدل MPPT هستند. این کنترل کننده ها اساسا قادر به تبدیل ولتاژ اضافی به آمپراژ(جریان) هستند. پنل های خورشیدی می توانند ولتاژ بیشتر از نیاز باتری را تحویل دهند. در واقع با تبدیل ولتاژ اضافی به جریان، ولتاژ شارژ می تواند در سطح مطلوب نگه داشته شود در حالی که زمان لازم برای شارژ کامل باتری ها کاهش می یابد و در نتیجه به سیستم های خورشیدی اجازه می دهد در همه زمان ها به صورت بهینه عمل کنند.

یکی از مواردی که باید مورد توجه قرار داد اتلاف توان است. ولتاژ پایین در سیم های متصل بین پنل و کنترل کننده شارژ منجر به افزایش اتلاف توان به نسبت ولتاژ بالاتر می شود. به عنوان مثال با یک کنترل کننده PWM مورد استفاده برای باتری 12 ولتی ولتاژ از پنل خورشیدی تا شارژ کنترلر معمولا باید 18 ولت باشد. با استفاده از مدل MPPT ولتاژ بالاتری از پنل خورشیدی به سمت کنترل کننده شارژ فراهم می شود. و سپس ولتاژ اضافی را به جریان تبدیل می کند. با عبور جریان بالاتر در سیم های متصل از پنل به کنترل کننده شارژ توان اتلافی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که از سیستم های خورشیدی متصل به شبکه ولتاژ بالا با ولتاژ خروجی بالای 35 ولت برای شارژ باتری 12 ولت استفاده می کنید تنها گزینه کنترل کننده شارژ مدل MPPT می باشد.

شکل 2

از موارد دیگر مربوط به شارژ کنترل MPPT می توان به جلوگیری از جریان معکوس اشاره کرد. هنگام شب، زمانی که پنل های خورشیدی برق تولید نمی کنند، الکتریسیته می تواند از باتری به سمت پنل عبور کند و باعث تخلیه باتری شود. باتری ها در طول روز توسط پنل ها شارژ می شوند قطعا تخلیه باتری بدین صورت خوشایند نخواهد بود. کنترل کننده شارژ می تواند زمانی که هیچ انرژی از پنل ها دریافت نمی شود تشخیص دهد و مدار را باز کند، پنل های خورشیدی را از باتری جدا کند و مانع از جریان معکوس شود. هنگام ارزیابی برای خرید شارژ کنترلر باید برای انتخاب درست اطلاعاتی در مورد قابلیت و ویژگی هریک داشته باشید.

راندمان شارژ کنترلر‌ها MPPT از PWM بیشتر است اما در حالت کلی برای انتخاب هر مدل باید علاوه بر موارد بالا به شرایطی مانند شرایط محل نصب پنل‌ها، اندازه سیستم و توان تولید، قیمت، دما، تعداد  پنل ها، نوع ماژول سولار(OFF GRID  و ON-GTID) و ولتاژ آرایه و.... توجه نمود.

شکل 3

کنترل کننده های PWM بر روی تکنولوژی آزمایش شده زمان ساخته شده اند، آنها برای سال ها در سیستم های خورشیدی مورد استفاده قرار گرفته اند و دارای قیمت مناسب و معمولا تا 60 آمپر و بادوام تر هستند. هم چنین در سایزهای متفاوتی برای کاربردهای مختلفی در دسترس هستند. و معمولا راندمان ثابتی دارند و به اندازه سیستم خورشیدی وابسته نیستند.

اگر در یک سیستم تعداد پنل‌ها بیشتر از توانی که بار‌ها نیاز دارند باشد، باطری‌ها تقریباً همیشه در حالت شارژ کامل قرار دارند  پس بهتر است از شارژ کنترلر PWM استفاده کرد. به طور کلی در سیستم‌های کوچک استفاده از شارژ کنترلر PWM اقتصادی‌تر است. بطور معمول برای سیستم های کوچک با توان کمتر از حدود 200 وات بهتر است شارژ کنترلرهای نوع PWM و برای سیستم های با توان بیشتر از 300 وات انتخاب شارژرهای MPPT به صرفه خواهد بود.

 در واقع شارژ کنترلر PWM برای سیستم های با توان پایین تر مناسب هستند زیرا این نوع کنترل کننده صرف نظر از اندازه آرایه، در یک بازده بهره برداری نسبتا ثابتی فعالیت می کنند. همچنین ارزانتر از مدل MPPT است و بنابراین برای یک سیستم کوچک گزینه مقرون به صرفه تری است.از طرفی مدل MPPT در وسایل با توان پایین به خوبی عمل نمی کند.

هیچ کنترل کننده ای با اندازه بیش از 60 آمپر DC تاکنون وجود ندارد. بسیاری از واحد های کنترل کننده PWM کوچکتر بدون اتصالات برای کانال هستند. این نوع کنترل کننده ها ظرفیت محدودی برای گسترش سیستم دارند و نمی توان از آن ها در ماژول های اتصال به شبکه ولتاژ بالا استفاده کرد.

شکل4

کنترل کننده های MPPT راندمان شارژ را تا 30 درصد افزایش می دهند. هم چنین توان بالقوه ای برای داشتن یه آرایه با ولتاژ ورودی بالاتر نسبت به یک بانک باتری دارند. با این مدل هم چنان می توان تا 80 آمپر را دریافت کنید. زمان گارانتی مدل MPPT بیشتر از مدل PWM  می باشد و انعطاف بیشتری برای گسترش سیستم دارد. MPPT تنها راه برای تنظیم ماژول های اتصال شبکه برای شارژ باتری است. با افت دما افت ولتاژ کمتری خواهد داشت و می تواند ولتاژ اضافی را به جریان تبدیل کند درنتیجه راندمان این مدل شارژ کنترلر بالا می رود. در حالی که کنترلر مدل PWM  قادر به گرفتن ولتاژ اضافی نیست زیرا فناوری این نوع کنترل کننده همانند باتری در ولتاژ یکسانی شارژ می شود.

کنترل کننده های MPPT به مراتب گرانتر هستند. این نوع شارژ کنترل کننده ها معمولا از لحاظ فیزیکی بزرگتر هستند.

هنگام یک انتخاب درست باید توجه داشت قیمت کنترلر کم اهمیت تر از قیمت کل سیستم می باشد.لذا برای تصمیم گیری برمبنای قیمت مطمئن شوید که بررسی عمیقی را از بازده واقعی، کارکرد سیستم، شرایط بار و مکان آن و نوع سیستم خورشیدی و... انجام داده باشید.

منبع:ekahroba.com